Центробежный очиститель

(51) 5 ОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ1 РИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР %1281526, кл. С 02 Р 1/40, 1985,Авторское свидетельство СССР М 1011775, кл. Е 02 В 8/08, 1980.(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ОЧИСТИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к разделению неоднородных сред и позволяет повысить эффективность очистки, Устройство включает регуляторы 10 с фиксаторами 11, камера 12 выполнена из ступенчатых колец 8, установленных с зазором и возможностью перемещения в осевом направлении. Целесообразно снабдить изобретение винтовой Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для качественной очистки воды от взвешенных примесей и тяжелых фракций в гидротехнике и химической промышленности,Известен отстойник-нефтеловушка для очистки жидкостей, содержащий емкость с полупогружной перегородкой, наклонными тонкослойными пластинами и патрубками подачи исходной жидкости, отвода очищенной жидкости и осевших взвешенных веществ, причем. с целью увеличения производительности и компактности отстойника и повышения степени очистки жидкости от взвешенных веществ и нефтепродуктов, тонкослойные пластины выполнены неравнополочного У-образного профиля и уста,5 О 1729600 А 1 2полкой 15, конической крышкой 5 с центральным отверстием 6, кольцом 7, винтовую полку 15 установить во внутренней полости камеры 12, кольцо 7 разместить коаксиально крышке 5, Целесообразно выполнить крышку 5 и днище 13 с одинаковым углом конусности, а вийтовую полку 15 закрепить на кольце 7 и днище 13 камеры 12. Целесообразно угол ориентирования винтовой полки 15 к внутренней поверхности ступенчатых колец 8 определяют по зависимости а = 1,57 - А где а - величина угла в радианах, а Л - величина поправки, выбираемой из ряда 0,05Л 0,23. Целесообразно ширину винтовой полки 15 выбирать из .ряда 0,25 К В 0,5 В, где В - величина ширины винтовой полки 15, В - радиус камеры 12. 3 з.п, ф-лы, 4 ил. новлены по направлению потока очищаемой жидкости, а полупогружная перегородка опущена доуровня перегиба тонкослойных пластин; угол наклона тонкослойных пластин относительно горизонтальной плоскости составляет 50 - 70", при этом угол наклона одной из полок равен 0,7 - 1,4 угла наклона другой полки, а длина одной из полок тонкослойных пластин составляет 0,5 - 2,0 длины другой полки.Известное устройство напрямую не может быть использовано для очистки поливной воды от наносов, потому что. при высоких концентрациях скопления наносов в коническом днище 8 забьется трубка 9 для удаления взвешенных веществ, работающая по принципу сифона, т,е. требуется организация технологического цикла промыва емкости отстойника от наносных отложений,К недостаткам отстойника-нефтеловушки для Очистки жидкостей ОтнОсится также то, что патрубок 5 - отвода чистой воды и патрубок 7 - отвода нефтепродуктов расположены в одной горизонтальной плоскости, такое расположение патрубков затрудняет отделение нефтепродуктов от чистой воды,Кроме того, на У-образных тонкослойных пластинах 2 в режиме отстойника) будут скапливаться отложения механических включений, что вызывает нарушения функционирования отстойника. Также не предусмотрена очистка этих тонкослойных пластин.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является рыбозащитное устройство, включающее цилиндрическую в плане камеру с отводящим водоводом, в которой концентрично установлена кольцевая стенка с сетчатой верхней частью, подводящий водовод, размещенный касательно к внутренней поверхности стенки,и рыбоотвод, подключенный к центру камеры, причем, с целью повышения эффективности рыбозащиты, кольцевая стенка имеет ломаное очертание, образованное поочередно расположенными радиальными и спиралеобразными участками.Основной недостаток известного устройства заключается в том, что применение в цилиндрической камере 1 сетки 3 неправильной формы и очертаний - ломанность очертания сетки 3 с попеременным чередованием криволинейных 5 и радиальных 4 форм - способствует срыву совершенной воронки, а тем самым - уменьшению эффективности достигаемой цели. Кроме того, будет наблюдаться забивка ячеек сетки 3 частицами, хотя бы один из размеров которых превышает линейный размер ячейки, особенно учитывая, что основная идея работы рассматриваемого устройства заключается в продавливании осветляемой воды через сетчатую 3 кольцевую стенку. В углублениях ломаных очертаний скорости вращения воды снижаются, в результате чего образуются зоны застоя, отложения и накопления осадков, способствующих нарушению функционирования устройства,Молодь рыбы смешивается и травмируется при соприкосновении с влекомыми примесями и мусором, направленными к центру, и при транспортировке в водоисточник по рыбоотводу. Цель изобретения - повышение эффективности очистки и уменьшение уноса взвешенных наносов.Поставленная цель достигается тем, что5 центробежный очиститель для созданияболее активной воронки закручиванияснабжен конусной крышкой с центральнымотверстием и кольцом, а камера закручивания состоит из профилированных ступенча 10 тых колец, установленных с возможностьюперемещения в вертикальной плоскости,образующих в зонах сопряжений кольцевыегоризонтальные и регулируемые щели дляистечения чистой воды с изменением ее на 15 правления снизу вверх и регулированиярасхода при помощи регуляторов с пазамии фиксаторов-прижимов. Ступенчатые кольца устанавливаются последовательно снизувверх, при этом каждое вышестоящее коль 20 цо входит в нижестоящее с зазором-щелью,регулирующей расход при помощи регуляторов с фиксаторами-зажимами.Такал конструкция обеспечивает болееинтенсивное закручивание воды при помо 25 щи конусной крыши с центральным отверстием, в результате чего взвешенныепримеси, мусор и тяжелые фракции быстрейперемещаются к центру, в зону углубленияобразующейся воронки.30 Отбор чистой воды производится черезрегулирующие расход кольцевые щели, образованные между ступенчатыми кольцами.Чистая вода из камеры закручивания проходит снизу вверх через лабиринтные щели,35 сливается в корпус-сборник и отводится поканалу к потребителю, таким образом регулируется расход и качество очищенной воды.Ориентирование винтовой полки к внут 40 ренней поверхности ступенчатых колец подуглома, рад=1,57-Л,где Л - значения поправки, выбираемые изряда45 0,05 Л0,23, -обеспечивает условия перпендикулярностирезультирующей скорости чрез, частиц взвешенных наносов к поверхности винтовой полки и эффективности отражения их внутрь50 камеры, что способствует отвлечению частицвзвешенных наносов от формирующихся слоев изливания осветленного потока воды через щели истечения осветленной воды,Выбор ширины винтовой полки из ряда55 0,258В0,5 В,где й - радиус цилиндрической камеры, м,способствует стабильному функционированию совершенной вихревой воронки,гарантирующей стабильное разделение по5 10 15 20 30 35 40 45 5055 ступающей воды на промывной поток воды с придонными и подавляющей частью взвешенных наносов и поток осветленной воды с незначительной частью взвешенных наносов.Использование в центробежном очистителе конусной крышки с центральным отверстием, направляющим атмосферное давление в центр образующейся воронки, способствует быстрому закручиванию воды и более эффективному сбору мусора в центре.Применение ступенчатых колец, составляющих камеру закручивания и образующих лабиринтные щели, регулирующие расход, обеспечивает получение более качественного фильтрата.Такая конструкция центробежного очистителя ранее не была известна.Исходя из изложенного, авторы считают, что предложенное техническое решение отвечает критерию "существенные отличия",На фиг.1 изображено устройство, план; на фиг,2 - продольный разрез А - А на фиг,1; на фиг.3 - развертка винтовой полки; на фиг,4 - вид В на фиг.2 (регулятор с фиксатором),Центробежный очиститель содержит скоростной водоток 1, корпус-сборник 2 с входным окном 3 и отводящим каналом 4 -чистой воды, конусную крышку 5 с центральным отверстием 6 и кольцом 7, образующим со ступенчатым кольцом 8 и в сопряжении между собой кольцевые регулируемые щели 9, при этом регулировка зазора щелей 9 осуществляется при помощи регуляторов 10 с фиксаторами 11. Ступенчатые кольца 8 образуют камеру закручивания 12, которая заканчивается конусным дном 13, в центре которого закреплен мусороотводящий канал 14.и винтовую полку 15, закрепленную одним концом к кольцу 7, а другим концом - к конусному дну 13,Винтовая полка 15 ориентирована к внутренней поверхности системы ступенчатых колец 8, образующих камеру закручивания 12, под углом, назначаемым по формуле:а, рад=1,57-Л.где Ь - значения поправки, выбираемые из ряда0,05 Л0,23,Ширину винтовой полки 15 назначают из ряда0,25 ВВ0,5 Я,где й - внутренний радиус камеры закручивания 12, м. Центробежный очиститель работает следующим образом.Вода по скоростному водотоку 1 через окно 3 тангенциально проходит в камеру закручивания 12 и контактирует с конусной крышкой 5 и винтовой полкой 15, которые способствуют быстрому закручиванию воды и концентрации влекомых примесей и мусора в центре камеры 12. Атмосферное давление воздействует через центральное отверстие 6 на движущийся поток в камере 12 и обеспечивает оформление воронки и влечение к центру примесей, увеличивает завихрение примесей в потоке и направляет их в мусороотводящий канал 14. Вода с меньшим количеством примесей распределяется по внутренней окружности камеры 12 и через сливные щели 9 стекает в корпус- сборник 2 и направляется по каналу 4 к потребителю.На входе в камеру 12 в потоке преобладает продольная составляющая скорости, а радиальная компонента ее еще не получила своего развития, Следовательно, в пределах 25 камеры закручивания 12 радиальная скорость потока изменяется от нуля на входе в камеру 12 и до максимального своего значения на радиусе промывного отверстия, Поток воды с приданными и взвешенными наносами прижимается под действием центробежной силы к внутренней стенке, образованной системой ступенчатых колец 8, камеры 12 и к потолку винтовой полки 15 и,участвуя во вращательном движении вокруг оси совершенной вихревой воронки, способствует образованию внутри себя зон статического и динамического вращений.При этом часть воды вместе с придонными и основной частью взвешенных наносов в зоне статического вращения, попадая под преобладающее влияние .увлекающих усилий в сторону промывного отверстия, совершив несколько оборотов вокруг оси совершенной вихревой воронки, увлекается по коническому дну 13 камеры 12 через промывное отверстие в мусороотводящий канал 14 на сброс,Другая часть воды вместе с незначительной частью взвешенных наносов в зоне динамического вращения, попадая под преобладающее влияние увлекающих усилий по направлению к кольцевым регулируемым щелям 9, в процессе вращения вокруг оси совершенной вихревой воронки трансформируется преобразуется) в изливающиеся осветленные слои воды через кольцевые регулируемые, с помощью регуляторов 10 и фиксаторов 11, щели 9 в корпус-сборник 2 и далее по каналу 4 осветленной воды к потребител ю.1729600 55 Винтовая полка 15 установлена наклонно к конусному дну 13 камеры закручивания12 по направлению закрученного потока ислужит для создания давления уплотненияпотока, с целью направления взвешенныхпримесей и мусора к центру воронки в камере закручивания 12.Согласно экспериментальным результатам исследований авторов по движениюводы в центробежной камере в составеобъекта "Капитальная планировка земельв совхозе Ала-Тоо Аламединского районаКирг.ССР", радиус камеры 1 м, высота стенки 1 м, радиус промывного отверстия 0,062м,существует зона равномерного распределения скорости вращения воды, соответствующая значениям радиальной координатыг0,5 К; учитывая, что эта координата отсчитывается от оси камеры, то зона равномерного распределения скорости отстоитот стенки камеры не более чем на расстояние 0,5 Я (максимально предельное значение ширины винтовой полки).Используя результаты исследованийА, М. Волы нова и М.Ш.Марголина. Вопросыпроектирования технически совершенныхмелиоративных систем, можно показать,что угол ориентирования винтовой полкиравен;а, рад = 1,57 - агсзп = 1,57 -ЧнЧрезЧн= 1,57 - Ь,Чрезгде Чн - вертикальная компонента частицывзвешенных наносов, м/с;Чрез - результирующая скорость динамического вращения жидкости, м/с;Ь - поправка, рад.С учетом максимально предельногозначения ширины винтовой полки 0,5 В получиммаксимально предельное значение поправки Ъекс. = 0,23 рад. Используя данные Ф.С,Салахова можно показать, что минимально предельное значение поправки равно Ьмнн, = 0,05 рад,Используя это значение, можно установить минимально предельное значение ширины винтовой полки 0,25 В,Величину сливных щелей 9 для управления расходом и качеством фильтрата, а также осуществления промывки устанавливают при помощи регуляторов 10 и фиксаторов 11 путем перемещения колец 8 в вертикальной плоскости и фиксирования их 5 в заданном положении, Камера выполненапо принципу раздвижного стакана с фиксаторами.Экономический эффект при использовании центробежного очистителя состоит в 10 том,. что устройство позволяет выдать заданный расход воды и необходимое качество ее очистки при помощи изменения величины сливных щелей и промывки камеры закручивания посредством регуляторов 15 с фиксаторами; данные условия выполняются одним устройством без затраты дополнительной энергии.Формула изобретения 1. Центробежный очиститель, содержа щий подводную трубу, корпус, камеру, трубы для отвода очищенной жидкости и загрязнений, отличающийся тем,что, с целью повышения эффективности очистки, камера снабжена регуляторами с фикси рующими устройствами и выполнена изступенчатых колец с зазором между ними.установленных с возможностью перемещения в осевом направлении., 2, Очиститель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен винтовой полкой,конической крышкой с центральным отверстием, кольцом, винтовая полка установлена во внутренней полости камеры, кольцо размещено коаксиально конической крыш ке, угол конусности которой равен углу конусности днища камеры, винтовая полка закреплена на кольце и днище камеры,3, Очиститель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения уноса 40 взвешенных наносов, угол ориентированиявинтовой полки к внутренней поверхности ступенчатых колец определяют по зависи- мости а=1,57 - Ь,45 где а - величина угла, рад;Л- величина поправки, выбираемой изряда 0,05 А 0,23,4. Очиститель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что ширину винтовой полки В выби 50 рают из ряда 0,258 В0,5 Я, где й - радиускамеры.1729600 Редактор И, Сегляник роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 1461 ВНИИПИ Госу Составитель К, ПресняковТехред М.Моргентал Корректор И. Муска Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5